LED产业概况分析.docx
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LED产业概况分析
目录
一，总结2
1.1行业演进2
1.2产业链分解2
1.3竞争力分析2
1.3.1行业壁垒2
1.3.2议价能力3
1.3.3同业竞争3
1.3.4替代威胁3
1.4领导企业4
1.5下游需求4
1.5.1产值预测4
1.5.2重点需求5
1.6发展趋势5
1.7投资建议5
二，行业概况6
2.1技术发展6
2.2白光LED基本情况7
2.3产业链8
2.4竞争格局9
三，LED制造产业12
3.1材料制备行业12
3.2设备制造行业13
3.3外延片芯片制造行业14
3.3.1基本情况14
3.3.2大陆市场15
3.4封装行业17
四，LED应用产业19
4.1基本情况19
4.2照明应用行业20
4.3显示屏应用行业24
4.4背光源应用行业25
五，大陆LED行业28
5.1基本情况28
5.2地区发展29
六，台湾LED行业32
一，总结
1.1行业演进
LED照明技术的发展路径可以从两个维度来拆解：
1，色彩丰富，从60年代的红色，到70年代的黄、绿色，直至90年代的蓝、白色；2，发光效率提升，从60年代0.1lm/w，到80年代的10lm/w，直至当前的100lm/w。
LED的应用范围随着其色彩丰富、发光效率提升，逐步从60年代的指示灯市场，发展到90年代的手机背光市场，直至当前的显示屏、中型尺寸LCD背光等市场，未来还可能向大尺寸背光、通用照明、车头灯等市场渗透，市场容量可能从几百亿美元，跃升为上千亿美元，前景看好。
1.2产业链分解
LED产业链大致分为制造和应用两个环节。
制造环节又可细分为：
上游的单晶片衬底制作、MOCVD制造；中游的外延晶片生长、芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装。
应用领域又可大致分为三部分：
照明应用、显示屏、背光源应用。
1.3竞争力分析
1.3.1行业壁垒
环节
衬底制作
设备制造
外延片、芯片
封装组件
技术难度
因蓝宝石衬底片要求表面光洁度在纳米级以上，研磨尤其困难
国际上只有德、美、英、日等非常有限的企业可以商业化生
外延片提高外量子效率、降低结温、有效散热；芯片成品率
传统封装技术成熟，多芯片封装技术难度大，关键是散热问题
专利壁垒
极高，日亚拥有蓝宝石衬底专利，Cree有SiC衬底专利
极高，行业最领先的日本企业对技术严格封锁
核心专利由日亚、丰田合成、Lumileds、Cree、Osram等控制
较低，大功率LED有一定专利壁垒
生产特点
技术驱动
技术驱动
技术>资本>工艺
劳力>规模>工艺>技术
集中度
寡头垄断
寡头垄断
高端高（五大）
中低端低
集中度很低
主要壁垒
专利壁垒、技术壁垒
技术壁垒、专利壁垒
MOCVD台数、工艺成熟水平、专利授权
关键在于资本实力和管理的精细化，大功率LED制造有技术壁垒
进入门槛
极高
极高
偏高
低
1.3.2议价能力
环节
衬底制作
设备制造
外延片、芯片
封装组件
对下游议价能力
强，衬底材料必然会影响整个产业，是各个技术环节的关键
强，MOCVD的供货能力是限制LED芯片公司产能扩张的瓶颈
中高端拥有较强议价能力；低端产能旺盛，议价能力不足
弱，除了有技术含量的大功率、多芯片封装
供需
寡头垄断，供需稳定
以销定产，下游需求旺盛
GaN基芯片产能扩大较快。
低档产品供大于求，高档产品则价高难求
属于劳动密集行业，市场供给充分
1.3.3同业竞争
全球LED产业主要分布在日本、台湾、欧美、韩国和大陆等国家与地区。
✧日本约占38%的份额，是全球LED产业最大生产国，保持高亮度蓝光和白光LED的专利技术优势，在高亮度LED市场居于领导地位。
✧美国及欧洲地区掌握上游外延及芯片核心技术，产业垂直整合最为完整，以高端应用产品市场为主，在大尺寸LCD背光源、白光照明及汽车应用等高端市场占有优势。
✧台湾由封装起步，逐步向上游外延及芯片领域拓展。
台湾以低价策略逐渐威胁到日本的领导地位，基本占据了中低端LED市场，目前产值位列全球第二，市场占有率约24%。
✧中国，封装仍是LED产业中最大的产业链环节，但芯片比重持续提高。
近几年芯片产能扩大较快，在全球LED芯片市场中的占有率逐年提升，从2003年不足10%增长到将近20%。
✧韩国LED芯片前几年才组建，在新兴市场发展迅速，目前掌握LED的技术达到世界先进水平。
台湾、大陆、韩国等公司受专利牵制很大，其中尤以台湾最为突出。
目前核心专利由日亚、丰田合成、Lumileds、Cree、Osram等控制，他们采取横向（同时进入多个国家）和纵向（不断完善设计，进行后续申请）扩展方式，在全世界范围内布置了严密的专利网。
日亚是技术转让、授权、诉讼的主要发起人。
新兴厂商的应对办法是，提高自身研发实力，研发出独特的专利技术，获得老牌企业的相互授权。
1.3.4替代威胁
从理论上讲，LED是目前最先进的照明技术。
相比于传统照明技术，它最大的优点是：
能耗低、寿命长、体积小、安全环保。
但受困于技术和产业化瓶颈，LED在价格、发光效率、光衰、散热性、一致性等方面与传统照明技术仍存在一定距离，尤其在大功率照明领域仍缺乏竞争优势。
但传统照明行业属于劳动力密集型行业，而LED却属于新兴半导体行业，发展的基本特征就是：
技术升级快，价格下降快，规模增长快。
相信随着LED产业链的完善，在未来的5年内，LED的初置成本与技术性能将接近或比传统照明技术更有优势。
1.4领导企业
✧日亚：
全球GaN蓝光LED和白光LED技术的领导者，与Cree在GaN芯片专利上有交叉授权，持有台湾光磊科技（OpToTech）的股权。
✧丰田合成：
与日亚一样同为GaN蓝光LED的先驱，与TridonicAtco合资生产高亮度白光LED。
✧Cree：
以生产SiC基蓝光LED芯片闻名，主要客户是Agilent、Sumitomo和OSRAM，与日亚在GaN芯片专利上有交叉授权。
✧Lumileds：
在大功率LED封装技术上领先，飞利浦电子业务的一部分，因此有掌握整个产业链的可能性
✧欧司朗：
拥有白光LED专利荧光粉的技术，专利授权给了亿光。
✧Seoul半导体：
前几年才组建，目前掌握LED的技术达到世界先进水平；GaN基蓝、绿光LED，目前技术指标较高
✧晶元光电：
合并后的新晶电在GaN基蓝、绿光外延、芯片和四元系AlGalnp的外延、芯片，月产能分别为世界第一
详细情况见下表
环节
衬底制作
设备制造
外延片、芯片
封装组件
领先企业
Nichia、Cree
德国AIXTRON、美国VEECO（92%）
Nichia、Cree、Lumileds、Osram、丰田合成、晶电
Nichia、Citizen、Osram、Agilent、光宝、亿光
大陆公司
晶能光电（拥有Si衬底专利）
无
厦门三安、上海蓝宝、大连路美、上海蓝光、士兰微
约600家，佛山国星、宁波爱米达、厦门华联、深圳超亮
台湾
无
无
外延片：
晶电、华上、璨圆；芯片：
光磊、鼎元
宝光、亿光、宏齐、佰鸿
1.5下游需求
1.5.1产值预测
国内应用
照明
显示
背光
目前产值
2009年为262亿
2009年为145亿
2009年为125亿
成熟产品
景观照明、交通信号灯、汽车内饰灯
信号指示器、显示屏
小尺寸背光源
近期看点
车内用照明与车尾灯
大型广告牌
10寸以下的LED背光
中期看点
室外照明（路灯）
NB背光源
长期看点
车头灯与室内一般照明
TV背光源
潜在产值
上千亿
几百亿
几百亿
1.5.2重点需求
国内应用
市场规模
现状
前景
汽车车灯
一辆汽车需要200多颗LED（内部100颗、外部200颗）
除LED前照灯以外，均已商品化，汽车前照灯处在研发过程中
短期看，车内照明可望先成为主要的应用市场；长期看，LED被广泛运用于车外照明领域
通用照明
照明灯市场规模254亿美元，是LED巨大未来市场
行业标准未建立、企业规模小、LED发光效率未达标
预计LED在2010年前还不能进入通用照明市场，大量取代白炽灯和荧光灯将分别在2012年和2020年
显示屏
2008年全国产值为85亿元
我国LED显示屏厂商已经具有了很强的实力，占据了国内市场的大部分份额
看好LED广告牌产品
NB背光
LED应用在NB的颗数提高到40颗到50颗
2009年是LED作为笔记本电脑背光源起飞的开始，第一季的渗透率达到13%
渗透率进一步提高到50%
TV背光
LED监视器逾200颗市场、电视动辄上千颗，2009年LED电视的市场规模预计为100万台，占平板电视市场消费总量的5%
索尼、三星、LG、海信、Philips相继推出LED背光源
2012年大尺寸液晶面板采LED背光源面板出货量将超过冷阴极灯管，到了2015年将成长到1.85亿片（渗透率72%）
1.6发展趋势
✧需求大幅增长：
未来可望进入车用高功率照明、路灯、通用照明、中大尺寸背光源中，产值潜力大
✧价格下滑：
未来随着产业化深入，LED的价格也会大幅下滑
✧性能完善：
LED的发光效率、光衰、散热、一致性等问题取得进一步改善
✧专利壁垒下降：
白色、蓝色LED的基础专利在2010年上半年到期。
OSRAM为主的欧美企业对技术转让呈现积极态度，可能逼迫NICHIA也将加快对外授权的速度。
✧兼并加剧：
传统照明巨头通过收购进入LED市场、同业通过收购兼并来扩张、芯片或外延片厂通过垂直整合保证芯片的一致性，提高工作效率
1.7投资建议
✧上游材料制作、MOCVD设备制造行业技术壁垒高，专利门槛高，议价能力强，属于寡头垄断，受益下游旺盛的需求，拥有很强的竞争能力
✧中游外延片芯片制造行业有一定工艺难度，受技术专利保护，对下游议价能力较强。
但行业同业竞争越发激烈，台湾、韩国、中国企业快速发展，对老牌厂商形成较大冲击，产能释放较快，可能会出现短暂的供大于求。
需要关注的指标有：
已投产的MOCVD数量、芯片价格、专利权问题。
更看好高功率LED芯片制造行业
✧下游封装行业属于劳动密集型行业，技术成熟、门槛低、集中度低、竞争激烈，更看好有一定技术壁垒、一致性高、热控制好的封装企业
二，行业概况
2.1技术发展
概述
LED是发光二极管（LightEmittingDiode）的简称，属于一种化合物半导体元件
结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成
发光机理
利用注入PN结的少数载流子与多数载流子复合，从而发出可见光
把电能转化为光能，光学构造体将发出的光几无损失的集合起来，经狭小的结构投射出来
LED的颜色是根据它使用的半导体成份造成，目前有红、黄、蓝、绿及白光等
分类
按发光管发光颜色分
红色、橙色、绿色、蓝色
有色透明、无色透明、有色散射、无色散射
按发光出光面特征分
圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管
按发光强度角分布图分
高指向性、标准型、散射型
按发光二极管的结构分
全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装、玻璃封装等
按发光强度和工作电流分
普通亮度、超高亮度、高亮度发光二极管
技术发展
60年代初
在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED
驱动电流在20mA，只能发出红色的光，而且发光效率只有0.1lm/w
此时LED主要用GaAs、GaP二元素半导体材料
70年代中
引入元素Ln和N，使LED产生绿光、黄光、橙光
LED照明的发光效率提高到了1lm/w
80年代初
引入砷化镓、磷化铝，第一代高亮度的LED诞生
先是红色，其光效达到10lm/w，然后是黄色、绿色
此时主要用GaAsP三元素半导体材料
90年代初
出现四元化合物材料InGaALP（磷化铝镓铟）
制成了可用于户外显示的超高亮度红、橙、黄光LED
1993年
日亚公司的中村修二成功发明了InGaN（氮化铟镓）超高亮度蓝光LED
蓝光LED的出现具有划时代的意义，使得白光LED的实现变得可能
1996年
白光LED诞生，由此开创了LED照明的新时代
2000年
LED在红、橙区的光效达到100lm/w，在绿光区的光效达到50lm/w
近期
LED不仅能发射出纯紫外线光而且能发射出真实的“黑色”紫外光
目前产业化的白光LED发光效率在30-50ml/w
应用发展
主流技术
投产时间
应用
红色LED
1970年代
音响指示灯、汽车仪表灯
红色高功率LED
1980年代
刹车灯
蓝光、绿光高功率LED、
白光高功率LED
2000年代
小尺寸显示屏背光源、大尺寸显示屏背光源、户外显示屏、车用头灯
高功率白光LED成熟技术
2010年代后
特殊照明、室内照明
性能优势
光线质量高
光谱中没有紫外线和红外线，没有热量、没有辐射
能耗小
同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/8到1/10
寿命长
性能稳定，寿命长（一般为10万到1000万小时）
可靠耐用
非正常报废率很小，维护费用极为低廉
应用灵活
体积小，可以平面封装，易开发成轻薄短小的产品
安全
单位工作电压大致在1.5-5V之间
绿色环保
废弃物可回收，没有污染
响应时间短
适应频繁开关以及高频运作的场合
瓶颈
价格成本
LED照明灯具在性价比上仍无法与传统节能灯、HiD等产品竞争
LED背光源的成本要高于冷阴极荧光管，LED-LCD是普通LCD的3倍
质量性能
发光效率低
传统CCFL冷阴极荧光灯虽然耗电量大，但发光效率可达50-100lm/w
但目前产业化的白光LED发光效率在30-50ml/w
产业发展远未达到技术成熟，光效仍有很大的提升空间
光衰
目前多数企业产品的光衰非常严重，尤其是国产器件
路灯照明要求3000小时的光衰小于8%，而多数国产路灯达不到要求
散热
LED的发热直接影响光电效率和器件寿命，同时也加剧了光衰
约70%的故障来于LED结温过高，温度每升高20度，故障率上升一倍
一致性
大功率LED的一致性问题是阻碍照明应用、背光应用的原因之一
2.2白光LED基本情况
分类
概述
白光LED基本上有两种方式：
多芯片型、单芯片型
现在市场上的白光LED大多数是蓝光LED配合YAG荧光粉
多芯片型
将红绿蓝三种LED封装在一起，同时使其发光而产生白光
必须将各种LED的特性组合起来，驱动电路比较复杂
单芯片型
把蓝光或者紫光、紫外光的LED作为光源，在配合使用荧光粉发出白光
LED只有1种，电路设计比较容易
再分成两类：
1，发光源使用蓝光LED；2，使用近紫外和紫外光
应用领域
白光LED灯可应用的层面非常广，包括通讯、资讯、消费电子、汽车、号志、照明等产品
如目前当红的LED手电筒、手机与PDA背光板、交通信号灯与指示板及室内照明等
未来照明最大市场仍以室内照明为主
价格
在美国和欧洲，高能白光LED的平均售价为2-3美元，不过台湾的价格较低
相比低端的红光、绿光和蓝光LED，Lumiles、Osram、Cree和Nichia生产的高能白光LED利润更丰厚，价格下降幅度少
技术专利
白色LED及蓝色LED的基础专利于上世纪90年代提出申请，2010年上半年专利有效期将满
因为老牌厂商会不断申请新的专利，所以不能说初期专利期满就等于专利网崩溃
不过基本专利期满，外围专利所占比率越大则专利网的漏洞就越多
新兴厂商对付老牌厂商的武器是专利的有效期限
参与者
日美欧的老牌厂商受到交叉专利网保护，在成熟市场竞争力强
台湾、韩国的白色LED厂商拥有成本优势，但受困于专利壁垒，在新兴市场发展快
2.3产业链
概述
LED产业链较长，从上游衬底材料、外延生长和芯片制备，到中游的芯片封装，各个产业链环节都有比较成熟的技术路线
但就整个产业发展的技术点来说，从发光理论、材料体系、器件结构到应用范围都有可能找到新的方法，甚至是全新的技术路线
制造环节
概述
LED的制造流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装
第一步
晶片：
单晶棒（砷化镓，磷化镓）→单晶片衬底→在衬底上生长外延层→外延片
成品：
单晶片、外延片
第二步
金属蒸镀→光罩蚀刻→热处理（正负电极制作）→切割→测试分选
成品：
芯片
第三步
封装：
芯片粘贴→焊接引线→树脂封装→剪脚
成品：
LED灯泡和组件
产业链
环节
行业壁垒
领先企业
特点
衬底制作
原材料的纯度一般都要在6N以上
日亚、Cree
生产工艺比较成熟
MOCVD设备生产商
技术壁垒极高
德国AIXTRON、美国VEECO（92%）
LED外延片主要生产技术为MOCVD
外延片、芯片
关键在于技术和资本
Nichia、Cree、Lumileds、Osram、丰田合成、晶电
进入壁垒高，技术制胜，不确定性大，投资规模大
封装组件
关键在于资本实力和管理的精细化
佛山国星、厦门三安、大连路明、江西联创
有一定的技术含量，投资规模较大，台湾企业领跑，内地企业跟随
应用
关键企业的经营、管理综合能力、质量、成本、品牌和渠道
华刚光电、勤上光电、佛山国星、广州鸿力
应用产品多样化，投资比较小，国内企业较多，整合不断，传统巨头跟进
行业特征
环节
技术难度
生产特点
垄断程度
进入门槛
衬底材料
极高
技术专利
寡头垄断
极高
MOCVD制造
极高
技术专利
寡头垄断
极高
外延片生长
偏高
高技术、高资本
集中度较高
偏高
芯片制造
偏高
高技术、高资本
集中度较高
偏高
组件封装
小功率芯片低
劳动密集
集中度很低
低
模块应用
很低
劳动密集
集中度很低
很低
2.4竞争格局
地区分布
概述
全球LED产业主要分布在日本、台湾、欧美、韩国和大陆等国家与地区
日本
日本约占38%的份额，是全球LED产业最大生产国
其发展动向几乎为全球LED行业的指针
保持高亮度蓝光和白光LED的专利技术优势，在高亮度LED市场居于领导地位
台湾
台湾地区产值位列全球第二，市场占有率约24%
我国台湾地区由封装起步，逐步向上游外延及芯片领域拓展
目前已经形成完整的产业链，是全球重要的芯片及封装生产地之一
台湾以低价策略逐渐威胁到日本的领导地位，基本占据了中低端LED市场
欧美
美国及欧洲地区掌握上游外延及芯片核心技术
在大尺寸LCD背光源、白光照明及汽车应用等高端市场占有优势
欧美日在新技术或新产品的研发均领先其他各国厂商
欧美大厂的优势是产业垂直整合最为完整，并以高端应用产品市场为主
其他
韩国、中国由于MOCVD的相继投产，带动产能的释放，出现增长
集中度
全球高亮LED产业的集中度高
2005年全球提供高亮度LED的企业数量超过100家，大公司继续占据市场主导地位
2007年，Cree、Lumileds、Nichia、OsramOpto、ToyodaGosei五大厂家市场占有率约56%
主要厂商
公司名称
国家
主营业务
日亚
日本
专长生产荧光粉和各种颜色的LED，年销售收入超过10亿美元，是全球InGaNLED的领导者，生产高亮度白光LED和大功率LED著称，在白光领域的市场占有率超过60%
丰田合成
日本
主要生产应用于移动手机的LED产品，用于该领域最亮的白光LED，高亮度LED年销售收入超过2.74亿美元
Cree
美国
供应SiG和GaN基蓝、绿、紫外光LED芯片，LED年销售收入超过3亿美元，产品集中在高端
Lumileds
美国
前身是从HP公司分离的Agilent公司，后被飞利浦收购，主要供应汽车、交通灯和显示屏应用领域的LED产品，能制造用于通用照明的白光LED。
高亮度LED的年销售约1.8亿美元
Osram
德国
高亮度LED的年销售收入超过3.5亿美元，致力于将市场和制造转移到亚洲，是欧洲高亮度白光LED的先驱
Seoul半导体
韩国
GaN基蓝、绿光LED，目前技术指标较高
前几年才组建，目前掌握LED的技术达到世界先进水平
晶元光电
台湾
合并后的新晶电在GaN基蓝、绿光外延、芯片和四元系AlGalnp的外延、芯片，月产能分别为世界第一
公司
国家
特色
合作公司
日亚
日本
全球GaN蓝光LED和白光LED技术的领导者
与台湾企业的联系在增强，持有台湾光磊科技（OpToTech）的股权，与Cree在GaN芯片专利上有交叉授权
丰田合成
日本
与日亚一样同为GaN蓝光LED的先驱
与TridonicAtco合资生产高亮度白光LED
Cree
美国
以生产SiC基蓝光LED芯片闻名
主要客户是Agilent，Sumitomo和OSRAM，与日亚在GaN芯片专利上有交叉授权
Lumileds
美国
在大功率LED封装产品技术上领先
飞利浦电子业务的一部分，因此有掌握整个产业链的可能性，继续与Agilent在产品研发上进行合作，提高了公司在高亮度LED应用产品上的声誉
欧司朗
德国
拥有白光LED专利荧光粉的技术
与台湾企业的合作在加强
供应链
地区
外延生长
芯片制造
封装
日本
日亚，Rhom
丰田合成
citizen、stanley、kagoshima
欧美
欧司朗、lumileds
cree、axt、gelcore、uniroyal
agilent
台湾
晶电、华上、璨华
光宝、亿光、宏齐、佰鸿、李洲
光磊、鼎元
大陆
厦门三安、大连路美、方大国科、上海蓝宝、上海蓝光、南昌欣磊、士蓝明芯
佛山光电、宁波爱米大、厦门华联、镇江稳润
产能分布
LED产值
日本
美国
台湾
欧洲
其他
2003年
51%
14%
23%
8%
4%
2004年
50%
13%
25%
9%
3%
2005年
49%
13%
26%
10%
3%
2006年
47%
10%
28%
10%
5%
2006年全球蓝光芯片产能分布
台湾
日本
中国
韩国
美国
欧洲
37%
25%
13%
14%
11%
1%
竞争格局
传统照明巨头介入
2006年飞利浦实现了对Lumileds的全资掌控
2007年飞利浦以7100万美元将加拿大白光LED生产商TIRSystems公司纳入旗下
2007年飞利浦以7.91亿美元左右的价格完成对美国LED照明系统集成商CK的收购
Lumileds制造LED芯片和功率型封装
TIR拥有Lexel平台（Lexel是白光LED光源主要组件，包括散热、光学设计等）
CK在LED照明色彩控制设备及系统领域处于世界前列
飞利浦预计LED市场平均成长将超过20%，并可望在2025年达到200亿-300亿美元
垂直整合
2007年Cree完成对华刚光电零件有限公司的收购
收购涉及：
L
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